Ночное небо в нейтринном свете напоминает холст, над которым трудятся две руки. Одна держит широкую мягкую кисть — это остатки сверхновых, оболочки, оставшиеся после взрывов звёзд. Другая сжимает тонкое жёсткое перо — микроквазары, двойные системы, где чёрная дыра закручивает вещество в узкие струи. Обе руки разгоняют протоны до огромных энергий, и те, сталкиваясь с межзвёздным газом, рождают нейтрино и гамма-кванты. Но до сих пор было неясно, какая рука отвечает за какой участок неба.
Авторы новой работы построили модель, в которой два класса ускорителей действуют независимо. Для каждого источника они рассчитали, как частицы расползаются по Галактике, словно чернила по бумаге. Остатки сверхновых разгоняют протоны до 68 ТэВ, а микроквазары — до 6 ПэВ, в сто раз энергичнее. Эффективность ускорения подобрали так, чтобы модель совпала с измерениями космических лучей у Земли. Получилось, что микроквазары превращают в ускоренные частицы около 10% своей энергии, остатки сверхновых — 6%.
Сравнение с данными нейтринной обсерватории IceCube показало согласие: предсказанный поток во внутренней Галактике совпадает с наблюдениями за 12 лет. Гамма-карты, рассчитанные с учётом поглощения на фоновом излучении, тоже воспроизводят измерения LHAASO. Горячие точки на нейтринном небе оказались не отдельными ускорителями, а областями плотного газа, на который проецируется море космических лучей.
Теперь у астрономов есть готовый фоновый шаблон. Он поможет искать точечные нейтринные источники в данных IceCube, KM3NeT и Baikal-GVD, отделяя их от диффузного свечения. А ещё модель связывает локальные измерения космических лучей с глобальным излучением Галактики — две руки, рисующие одно небо, наконец-то различимы по почерку.
Эффективность ускорения протонов микроквазарами около 10% означает, что каждый такой объект в активной фазе вкладывает в космические лучи энергию, сравнимую с полной светимостью Эддингтона для чёрной дыры массой 10 масс Солнца — примерно $10^{39}$ эрг/с.